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CRISPR-Cas9
原理:通過向導RNA(gRNA)引導Cas9核酸酶靶向切割特定DNA序列,利用細胞修復機制(NHEJ或HDR)引入突變。
優(yōu)勢:高效、成本低、設計靈活,可同時編輯多個基因。
應用:敲除(KO)、敲入(KI)、點突變等。
傳統(tǒng)方法(ES細胞打靶)
原理:通過同源重組在胚胎干細胞(ES細胞)中修飾目標基因,再通過顯微注射獲得嵌合體小鼠。
優(yōu)勢:精準度高,適合復雜修飾(如條件性敲除)。
缺點:周期長(6-12個月)、成本高。
其他技術
堿基編輯(Base Editing):無需DNA雙鏈斷裂,直接轉換單個堿基(如C→T或A→G)。
Prime Editing:更精準的編輯,可實現小片段插入/缺失或點突變。
設計gRNA和Cas9
選擇靶序列(避免脫靶效應),合成gRNA和Cas9 mRNA/protein。
遞送系統(tǒng)
受精卵注射:將CRISPR組件直接注射到小鼠受精卵中(原核期)。
體外電轉:對ES細胞或囊胚進行編輯后移植。
胚胎移植
將編輯后的胚胎移植到假孕母鼠子宮內,獲得F0代小鼠。
基因型鑒定
PCR、測序或Southern blot驗證編輯效果。
表型分析
根據研究目的分析生理、行為或分子水平的變化。
疾病模型
模擬人類遺傳?。ㄈ绨┌Y、阿爾茨海默?。?。
基因功能研究
通過敲除/過表達探索基因作用機制。
藥物測試
評估藥物在特定基因背景下的療效和毒性。
脫靶效應
使用預測軟件(如CRISPR Design)優(yōu)化gRNA設計,并通過全基因組測序驗證。
嵌合體問題
F0代小鼠可能為嵌合體,需通過繁育獲得穩(wěn)定遺傳的品系。
倫理審批
實驗需符合動物倫理規(guī)范(如IACUC審核)。
數據庫:
ENSEMBL(小鼠基因信息)、CRISPR Design工具(如Benchling)。
商業(yè)服務:
多家公司提供定制化基因編輯小鼠(如Cyagen、Jackson Laboratory)。
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